科学家发现鲨鱼的鳞片能使其游得更快 未来这可能有助于使飞机更快

2019年03月05日 10:28 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

灰鲭鲨(shortfin mako)能够以高达74公里/小时(46英里/小时)的速度游动,是所有鲨鱼中游得速度最快的。科学家现在对灰鲭鲨如何达到这样的速度有了全新的认识,他们相信他们的研究结果可以应用于改进人类技术。

与其他鲨鱼的情况一样,短鳍灰鲭鲨的皮肤覆盖着称为细齿的微小鳞片。它们从鲨鱼的前部向后倾斜。在航天工程师Amy Lang的带领下,阿拉巴马大学的一个团队发现,在短鳍灰鲭鲨的关键部位,那些0.2毫米长的鳞片(如下图所示)能够向身体弯曲40度角。它们响应于反向水流而这样做,这是由于称为流动分离的现象而发生的。

mako-shark-scales-speed-1.jpg

简而言之,流体分离是在流体通过液体环境(或保持在移动的液体中)的物体前部周围时发生的,在其后端形成漩涡。那些漩涡造成了阻力,减慢了物体的速度 - 这种效果可能会妨碍船只和飞机,因为它也会在空中发生。

不过,由于灰鲭鲨的“弹出式”细齿,流体分离在其身体长度上大大减少。像高尔夫球表面的凹坑,突出的鳞片有助于防止漩涡的形成,使灰鲭鲨在水中更快地移动。当研究人员在水流隧道中放置短鳍灰鲭鲨侧翼皮肤样本时,观察到了有益效果。

“我们在隧道中进行了一项实验,在光滑的表面上进行了一定量的流动分离。然后我们用鲨鱼皮替换了光滑的表面并重新定量了流动分离,”Lang表示。“在所有侧翼皮肤的情况下,我们看到分离的流动区域的大小因皮肤的存在而显著减少。”

研究团队现在希望这项研究能够为固定翼飞机和直升机的转子叶片提供新材料,使它们更具空气动力学性能。

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